หน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยี
Center for Rubber Research and Technology (CRRT)

Website : http://www.sc.mahidol.ac.th/tha/research/rubber.htm

หน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยีเป็นหน่วยวิจัยเพื่อความเป็นเลิศในด้านการวิจัยและพัฒนายางธรรมชาติของคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

พันธกิจ

หน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยีจัดตั้งขึ้นเพื่อดำเนินพันธกิจด้านการวิจัยและพัฒนาที่มีคุณภาพสูงทางด้านยาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งยางธรรมชาติ เพื่อสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมยางของไทย
ปัจจุบัน ประเทศไทยเป็นประเทศผู้ผลิตและผู้ส่งออกยางธรรมชาติเป็นอันดับหนึ่งและเป็นผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ยางเป็นอันดับที่เก้าของโลก รายได้จากการส่งออกยางธรรมชาติทั้งในรูปของวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์มากกว่า 350,000 ล้านบาทต่อปี
เพื่อรักษาและเสริมสร้างความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมยางของไทย การวิจัยและพัฒนาเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่ง หน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยีเสนอที่จะเข้ามามีบทบาทเป็นผู้นำในการวิจัยและพัฒนาด้านยางธรรมชาติ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ข้างต้นของประเทศ

จุดมุ่งหมาย

จุดมุ่งหมายของหน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยี คือ
1.ช่วยพัฒนายางธรรมชาติยุคใหม่และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ซึ่งจะช่วยให้ประเทศไทยสามารถคงสถานะความเป็นผู้นำของโลกในด้านการผลิตยางธรรมชาติ
2.เพื่อผลิตองค์ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีใหม่ และนำไปบูรณาการกับงานทางวิศวกรรมเพื่อผลิตผลงานที่มีผลกระทบสูงและตรงตามความต้องการของอุตสาหกรรมยางไทย
3.เพื่อเป็นศูนย์วิจัยด้านยางธรรมชาติที่เป็นที่รู้จักในระดับสากล

---

ทีมนักวิจัย

ทีมนักวิจัยของหน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยีประกอบด้วย นักวิจัยจากภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล 6 คน นักวิจัยจากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหิดล 3 คน และ นักวิจัยจากศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ 3 คน

มหาวิทยาลัยมหิดล
1. ดร.กฤษฎา สุชีวะ หัวหน้าหน่วย
2. ดร.ชาคริต สิริสิงห
3. ดร.ชูเดช ดีประเสริฐกุล
4. ดร.จิตต์ลัดดา ศักดาภิพาณิชย์
5. ดร.นิตยา รัตนโสม
6. ศ.ดร.ประมวล ตั้งบริบูรณ์รัตน์
7. ดร.ปราณี ภิญโญชีพ
8. ดร.สมบัติ ธนะวันต์
9. ดร.สุภา วีระเศรษฐ์

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ
1. คุณฉวีวรรณ คงแก้ว
2. ดร. พงษ์ธร แซ่อุย
3. ดร.สุรพิชญ ลอยกุลนันท์
4. ดร.ภาสรี เล้ากิจเจริญ
5. ดร. ไพโรจน์ จิตรธรรม
6. ดร. วุฒิชัย ไทยเจริญ
7. ดร.ณัฐนันท์ ศุภดล

[...รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับทีมนักวิจัย...]

---

แนวทางการวิจัย

การวิจัยของหน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยีมีจุดประสงค์ที่จะผลิตองค์ความรู้ใหม่หรือพัฒนาองค์ความรู้เดิมทางด้านยางธรรมชาติ ซึ่งจะนำไปสู่นวัตกรรมในการผลิตยาง สมบัติของยาง ยางเกรดที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ และผลิตภัณฑ์ยางที่ผลิตจากยางธรรมชาติ โปรแกรมการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ มีดังต่อไปนี้

1. โครงสร้างและสมบัติของยางธรรมชาติ (Structures and Properties of Natural Rubber)

2. เทคโนโลยีใหม่เพื่อการดัดแปรยางธรรมชาติ (Novel Technologies for Modifications of Natural Rubber)

3. การคอมพาวด์ กระบวนการผลิต โครงสร้าง และสมบัติของยางธรรมชาติ (Compounding, Processing, Structures and Properties of Natural Rubber)

4. ยางผสมและยางคอมโพสิท (Rubber Blends and Composites)

5. นาโนเทคโนโลยียาง (Rubber Nanotechnology)

6. วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมของพื้นผิวยางธรรมชาติ (Science and Engineering of Natural Rubber Surface)

1. โครงสร้างและสมบัติของยางธรรมชาติ (Structures and Properties of Natural Rubber)

ยางธรรมชาติมีสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมโดยเฉพาะความแข็งแรงและความยืดหยุ่น ซึ่งยางสังเคราะห์ไม่สามารถเทียบได้ ดังนั้นยางธรรมชาติจึงเป็นวัสดุที่มักได้รับการนำไปใช้ในการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในงานทางวิศวกรรม เช่น ยางล้อยานยนต์ ยางรองคอสะพาน ยางรองฐานตึก ยางลดการสั่นสะเทือน ยางกันกระแทกท่าเรือ และฝายยาง อย่างไรก็ตามยางธรรมชาติมีข้อเสียคือมีความหนืดและความยืดหยุ่นสูง ทำให้นำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ได้ยากเมื่อเทียบกับยางสังเคราะห์ และมีสมบัติที่แปรปรวนไม่คงที่ ซึ่งข้อเสียเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขเพื่อให้ยางธรรมชาติสามารถแข่งขันได้อย่างต่อเนื่องกับยางสังเคราะห์
วัตถุประสงค์ของโปรแกรมวิจัยนี้ คือ เพื่อสร้างความเข้าใจถึงต้นเหตุของสมบัติพื้นฐานของยางธรรมชาติ ได้แก่ การแข็งตัวขึ้นเมื่อเก็บไว้ (storage-hardening) สมบัติการแตะติดที่ดี (high tack) ความแข็งแรงสูง (high green strength) และความหนืดสูง (high viscosity) ของยางดิบและความแปรปรวนของสมบัติการวัลคาไนซ์และสมบัติการผลิต จึงได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลและโครงสร้างทางฟิสิกส์อื่นๆ ของยางธรรมชาติเพื่ออธิบายสมบัติต่างๆ เหล่านี้ ต่อจากนั้นจึงพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อปรับปรุงสมบัติที่ไม่ดีของยางธรรมชาติเหล่านั้น

2. เทคโนโลยีใหม่เพื่อการดัดแปรยางธรรมชาติ (Novel Technologies for Modifications of Natural Rubber)

ยางธรรมชาติสามารถดัดแปรได้ทั้งทางเคมีและทางฟิสิกส์ เพื่อปรับปรุงหรือเพิ่มสมบัติให้หลากหลายยิ่งขึ้น วัตถุประสงค์ของการดัดแปร คือ เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานและสร้างมูลค่าเพิ่มให้ยางธรรมชาติมากขึ้นไปอีก การดัดแปรทางเคมีที่ประสบความสำเร็จมาแล้วในอดีต คือ การเกิดการเชื่อมโยงโมเลกุล (crosslinking) การเกิดปฏิกิริยาอิพอกซิเดชัน (epoxidation) การเติมมาลีอิกแอนไฮไดร์ (maleinisation) การกราฟท์ (grafting) และการสลายโซ่โพลิเมอร์ (depolymerisation) เพื่อที่จะผลิตยางธรรมชาติวัลคาไนซ์ (ให้ยางธรรมชาติที่มีความแข็งแรงและยืดหยุ่นมากขึ้น) ยางธรรมชาติอิพอกซิไดส์ (ยางธรรมชาติทนน้ำมันและลดการซึมผ่านของก๊าซ) ยางธรรมชาติมาลีอิไนซ์ (สามารถนำไปผลิตยางธรรมชาติดัดแปรอื่นได้ต่อไป) ยางธรรมชาติกราฟท์โคโพลิเมอร์ (ให้ยางธรรมชาติที่แข็งและกาวยางธรรมชาติ) และยางธรรมชาติเหลว (ใช้เป็นสารช่วยในการแปรรูป) ตามลำดับ สำหรับการดัดแปรทางกายภาพ เทคโนโลยีที่ใช้กันแพร่หลาย คือ การผสม (blending) ยางธรรมชาติกับยางสังเคราะห์
แม้ว่ายางธรรมชาติดัดแปรที่ทำได้ในอดีตจะให้ผลเป็นที่น่าพอใจ แต่ก็ยังสามารถปรับปรุงให้ดีขึ้นได้อีก ตัวอย่างเช่น การเพิ่มหมู่ฟังก์ชันหรือการกราฟท์ยางธรรมชาติ ยังไม่สามารถควบคุมการเกิดให้ได้ดีอย่างที่ต้องการ หรือยางธรรมชาติดัดแปรที่ได้ยังอาจมีปัญหาด้านความปลอดภัยเนื่องจากการตกค้างของสารเคมีที่ใช้ในการดัดแปรยางธรรมชาติ โปรแกรมวิจัยนี้พยายามที่จะนำเทคโนโลยีใหม่มาใช้ในการดัดแปรยางธรรมชาติ เพื่อช่วยแก้ปัญหาหรืออย่างน้อยที่สุดลดปัญหาดังกล่าวข้างต้น ดังนั้นจึงได้มีการนำปฏิกิริยาใหม่ เช่น ปฏิกิริยาลิฟวิ่งแรดิเคิล (living radical reaction) มาใช้เพื่อควบคุมการเกิดกราฟท์ของโพลิเมอร์อื่นบนโมเลกุลของยางธรรมชาติให้ดีขึ้น เทคโนโลยีใหม่อื่นที่หวังว่าจะนำมาใช้ต่อไป คือเทคโนโลยีการวัลคาไนซ์น้ำยางธรรมชาติด้วยลำอิเล็กตรอนซึ่งเป็นเทคโนโลยี"สะอาด" สำหรับการดัดแปรยางธรรมชาติโดยการผสมกับยางสังเคราะห์ ได้มีการนำเทคโนโลยีการผสมแบบเกิดปฏิกิริยา (reactive blending technology) มาใช้ ซึ่งจะมีการพัฒนาต่อไปโดยออกแบบและสร้างเครื่องเอ๊กซทรูดเดอร์แบบสกรูคู่ (twin-screw extruder) เพื่อใช้ผสมยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์

3. การคอมพาวด์ การแปรรูป โครงสร้าง และสมบัติของยางธรรมชาติ (Compounding, Processing, Structures and Properties of Natural Rubber)

สมบัติของยางธรรมชาติวัลคาไนซ์ขึ้นปัจจัยหลายอย่าง ได้แก่ ความสามารถในการหาสารเคมีที่เหมาะสมเพื่อเติมลงไปในยาง (การออกสูตรยาง) ความสามารถในการผสมยางและสารเคมีให้เข้ากันได้ดี และสภาวะ (อุณหภูมิและเวลา) ที่ใช้ในการวัลคาไนซ์ยางคอมพาวด์ สูตรเคมียางและสภาวะที่ใช้ในการแปรรูปจะมีผลต่อโครงสร้างร่างแหของยางวัลคาไนซ์ซึ่งมีผลโดยตรงต่อสมบัติของยางวัลคาไนซ์ โปรแกรมวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะสร้างองค์ความรู้เกี่ยวกับปัจจัยทั้งหมดข้างต้นที่มีผลต่อความสามารถในการนำผลิตภัณฑ์ยางไปใช้งาน แล้วพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นประโยชน์และถ่ายทอดให้แก่อุตสาหกรรมยางไทย

4. ยางผสมและยางคอมโพสิท (Rubber Blends and Composites)

การใช้ยางเพียงชนิดเดียวในการผลิตผลิตภัณฑ์ยางมักไม่ค่อยเพียงพอ เนื่องจากการใช้งานปรกติของยางคือการใช้งานเชิงวิศวกรรมที่ต้องการสมบัติการใช้งานสูง เช่น ความแข็งแรงสูง โมดุลัสสูง สมบัติการดูดซับพลังงานสูง หรือสมบัติการทนต่อการสึกกร่อนที่ดีเยี่ยม บ่อยครั้งที่อุณหภูมิสูงหรือมีการสัมผัสกับน้ำมัน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องใช้ยางมากกว่าหนึ่งชนิดหรือเสริมแรงยางด้วยวัสดุอื่น เช่น เขม่าดำ ซิลิกา เส้นใยและสิ่งทอ หรือโลหะ (ยางคอมโพสิท) ในการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง
อย่างไรก็ตาม การใช้ยางผสมหรือยางคอมโพสิทนั้นไม่ง่ายตรงไปตรงมา เนื่องจากยังมีปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานหลายประการเช่น ยางผสมจะมีปัญหาเกี่ยวกับอัตราการวัลคาไนซ์ที่ต่างกันของยางสองชนิด (หรือมากกว่า) หรือปัญหาเรื่องการกระจายตัวของสารเคมีหรือสารเสริมแรงที่ไม่เท่ากันในแต่ละเฟสของยางต่างชนิดกัน ปัญหาทั้งสองนี้ก่อให้ผลเสียต่อสมบัติของยางผสมที่ได้ สำหรับยางคอมโพสิท การติดกันระหว่างยางและวัสดุอื่นที่ใช้เป็นปัจจัยสำคัญที่สุดปัจจัยหนึ่งในการกำหนดสมบัติของยางคอมโพสิท ชนิด รูปแบบและการจัดเรียงตัวภายในยางของวัสดุที่ใช้ ช่วยให้สามารถออกแบบยางคอมโพสิทให้มีสมบัติได้หลากหลาย
โปรแกรมวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะพัฒนาองค์ความรู้รวมเกี่ยวกับปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อสมบัติของยางผสมหรือยางคอมโพสิท และนำความรู้นั้นไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่หรือปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่เดิมให้ดีขึ้น

5. นาโนเทคโนโลยียาง (Rubber Nanotechnology)

นาโนเทคโนโลยีสามารถที่จะให้โอกาสใหม่ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการผลิตแบบที่ยังไม่เคยมีมาก่อน
นาโนคอมโพสิทของยางและเคลย์เป็นตัวอย่างของวัสดุใหม่ที่ได้จากการนำนาโนเทคโนโลยีมาใช้กับยาง นาโนคอมโพสิทยาง/เคลย์แสดงสมบัติการซึมผ่านของก๊าซลดลง โมดุลัสเพิ่มขึ้น และสมบัติการหน่วงไฟที่ดีขึ้น งานทางด้านนาโนเทคโนโลยียางอื่นของโปรแกรมวิจัยนี้คือ การเตรียมอนุภาคนาโนเพื่อห่อหุ้มสารฆ่าเชื้อและฝังอนุภาคเหล่านั้นลงไปในถุงมือยางเพื่อผลิตนวัตกรรมถุงมือยางป้องกันชนิดใหม่ นอกจากนี้ยังได้ศึกษาวิธีการดัดแปรผิวยางวิธีใหม่โดยนำอนุภาคนาโนมาเรียงตัวเป็นชั้นๆ ทีละชั้น เพื่อให้ได้ยางที่มีสมบัติของพื้นผิวตามต้องการ เช่น พื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic surface) หรือพื้นผิวที่ลื่นไม่ติด (non-stick surface)

6. วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมของพื้นผิวยางธรรมชาติ (Science and Engineering of Natural Rubber Surface)

การศึกษาพื้นผิวของยางธรรมชาติมีความสำคัญสำหรับการนำยางธรรมชาติไปใช้งานด้านในต่างๆหลายด้าน สมบัติเชิงพื้นผิว เช่น สมบัติการติด (adhesion) การแตะติด (tack) ความเสียดทาน (friction) และการสึกกร่อน (wear) มีความเกี่ยวข้องกับกระบวนผลิตผลิตภัณฑ์และการนำผลิตภัณฑ์จากยางธรรมชาติไปใช้งาน สำหรับสมบัติความเสียดทานและการสึกกร่อนซึ่งเป็นสมบัติที่สำคัญของผลิตภัณฑ์ยาง เช่น ยางล้อยานยนต์ พื้นรองเท้า ลูกยางขัดข้าว สายพาน และถุงมือ มีการศึกษาค่อนข้างน้อย ทำให้ยังขาดความเข้าใจอย่างแท้จริงเกี่ยวกับสมบัติเหล่านี้ เช่น บทบาทของโครงสร้างและสมบัติเชิงพื้นผิวที่มีผลต่อสมบัติความเสียดทานและการสึกกร่อน หรือความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและสมบัติในระดับขนาดนาโนกับโครงสร้างและสมบัติในระดับใหญ่ งานวิจัยทางด้านนี้กำลังจะเริ่มดำเนินการในโปรแกรมวิจัยนี้
การดัดแปรพื้นผิวเป็นวิธีที่สะดวกในการปรับสมบัติของพื้นผิวยางธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น การทำคลอริเนชันบนพื้นผิวยางธรรมชาติเพื่อปรับปรุงสมบัติการติดกับยางอะคริโลไนไตรล์-บิวตะไดอีน (acrylonitrile-butadiene rubber, NBR) การดัดแปรพื้นผิวของยางธรรมชาติโดยการเคลือบด้วยอนุภาคนาโนได้กล่าวถึงไว้แล้ว ซึ่งสามารถจะให้สมบัติพื้นผิวที่ต้องการได้ขึ้นกับชนิดของอนุภาคนาโนที่ใช้ การดัดแปรเฉพาะพื้นผิวเป็นวิธีการที่ประหยัดสำหรับการเตรียมผลิตภัณฑ์ยางที่มีสมบัติตามที่ต้องการได้ โดยไม่ต้องดัดแปรเนื้อวัสดุทั้งหมด โปรแกรมวิจัยนี้ก็กำลังดำเนินการเกี่ยวกับงานในส่วนนี้อยู่

---

ผลงานทางวิชาการ

วารสารต่างประเทศ

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2555 จำนวน 12 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2554 จำนวน 8 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2553 จำนวน 21 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2552 จำนวน 7 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2551 จำนวน 15 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2550 จำนวน 16 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2549 จำนวน 13 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2548 จำนวน 23 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2547 จำนวน 16 เรื่อง

ผลงานตีพิมพ์ในวารสารต่างประเทศ ปี 2546 จำนวน 17 เรื่อง

...ผลงานวิจัยที่ตีพิมพ์ทั้งหมด

สิทธิบัตร

สิทธิบัตรไทยและสิทธิบัตรต่างประเทศ จำนวน 13 เรื่อง

---

ศูนย์วิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรมยางไทย

ศูนย์วิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรมยางไทย เป็นหน่วยงานที่เกี่ยวข้องและใกล้ชิดกับหน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยี ศูนย์วิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรมยางไทยเป็นศูนย์ฯ เชิงเทคนิคที่ให้การสนับสนุนอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ยางไทย ดำเนินการโดยทีมงานของหน่วยวิจัยยางและเทคโนโลยีและบุคลากรของศูนย์ฯ เองอีกจำนวนหนึ่ง กิจกรรมของศูนย์ฯ ได้แก่การรับจ้างวิจัย การให้คำปรึกษา การบริการวิเคราะห์และทดสอบ การฝึกอบรมบุคลากรและการเผยแพร่ความรู้และเทคโนโลยี หากต้องการข้อมูลเกี่ยวกับศูนย์ฯเพิ่มเติม สามารถดูรายละเอียดได้จากเว็บไซต์ของศูนย์ฯ : http://www.rubbercenter.org